Was sind die Prozesse und Ursachen der Alterung von Isolierungen?

Die Alterung der Isolierung ist ein häufiges Problem beim Betrieb elektrischer Geräte, das sich auf die Leistung und Lebensdauer der Geräte auswirkt. Die Hauptursachen für die Alterung der Isolierung können auf thermische, elektrische und mechanische Belastungen sowie Umweltfaktoren zurückgeführt werden. Nachfolgend finden Sie eine kurze Analyse der Alterungsprozesse und spezifischen Ursachen:

Inhalt

●Wärmealterung  

Beim Betrieb elektrischer Geräte erzeugen Isoliermaterialien aufgrund von Energieverlusten eine erhebliche Wärmemenge. Längerer Kontakt mit hohen Temperaturen führt zur Oxidation und thermischen Zersetzung von Isoliermaterialien, wodurch ihre mechanische Festigkeit allmählich abnimmt. Unter diesen Hochtemperaturbedingungen wird die Isolierung spröde, was zu Rissen und Delamination führt, was ihre Tragfähigkeit schwächt und schließlich zum Versagen führt. Die thermische Alterung ist ein kumulativer Prozess – je höher die Temperatur, desto schneller erfolgt die Alterung.

● Elektrische Alterung  

Elektrische Alterung wird durch die längere Einwirkung elektrischer Felder auf Isoliermaterialien verursacht. Lücken, Risse oder Blasen im Isoliermaterial können leicht zu Teilentladungen unter Hochspannung führen. Teilentladungen erodieren nicht nur das Isoliermaterial, sondern verursachen auch Oxidation und Durchschläge, was die Dicke der Isolierschicht verringert und schließlich zum Zusammenbruch der Isolierung führt. Wenn sich außerdem leitfähige Partikel oder Fremdstoffe in der Isolierung befinden, kann die elektrische Alterung beschleunigt werden, wodurch die Wirksamkeit der Isolierung schnell nachlässt.

●Alterung durch mechanische Belastung  

Mechanische Spannungsalterung entsteht durch thermische und mechanische Belastungen, denen Isoliermaterialien im Laufe der Zeit ausgesetzt sind. Temperaturschwankungen während des Gerätebetriebs führen dazu, dass sich die Materialien ausdehnen und zusammenziehen, wodurch thermische Spannungen entstehen. Wiederholte thermische Zyklen können zur Bildung von Rissen und Delaminationen auf der Oberfläche der Isolierung führen. Diese Risse erzeugen Lücken, die die elektrische Alterung verschlimmern. Darüber hinaus können mechanische Vibrationen die Materialien ermüden und den Alterungsprozess beschleunigen.

●Umweltbedingte Alterung  

Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit, Staub und schädliche Gase tragen ebenfalls zur Alterung der Isolierung bei. Eine feuchte Umgebung kann dazu führen, dass das Isoliermaterial Feuchtigkeit aufnimmt, wodurch seine Isoliereigenschaften abnehmen und es zu Oberflächenleckströmen oder Kriechströmen kommt. Staub und Verunreinigungen können außerdem Teilentladungen oder lokale elektrische Spannungen fördern und so das Risiko eines Isolationsversagens erhöhen.

Zusammenfassend

Die Alterung der Isolierung ist das Ergebnis einer Kombination aus thermischen, elektrischen, mechanischen und Umweltfaktoren. Hitze beschleunigt den Materialabbau, elektrische Felder verursachen Teilentladungen und Durchschläge, mechanische Belastungen schwächen die Materialstrukturen und Umweltbedingungen verringern die Isolationsleistung. Das Verständnis dieser Ursachen und die Umsetzung vorbeugender Wartungsmaßnahmen können die Lebensdauer elektrischer Geräte verlängern und einen sicheren Betrieb gewährleisten.

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